Budowa thumb|Ostankino w czasie budowy Ostateczny projekt architektoniczno-budowlany wieży został opracowany przez Centralny Instytut Badań Naukowych Budownictwa Spektralnego i Obiektów Sportowych, a jej poszczególne elementy przez Mosprojekt-1 i 19 innych organizacji. Na główną organizację projektową wyznaczono Państwowy Instytut Projektowy Ministerstwa Łączności ZSRR Nikitin został mianowany głównym projektantem, obok inżynierów Borisa Złobina, Władimira Trawusza, Wiktora Chandżiego i Mojsieja Szkuda, który pełnił również funkcję architekta. Leonid Batałow, kierownik Pracowni nr 7 Mosprojektu, został mianowany głównym architektem, a w projekt zaangażował się również architekt Dmitrij Burdin.
Budowa rozpoczęła się latem 1960 roku, jeszcze przed sfinalizowaniem projektu: w lipcu 1960 roku na plac budowy przybył SU-60 z Trustu Stroitel, a 27 września w fundamentach wieży telewizyjnej ułożono pierwsze żelbetowe bloki. Wiosną 1961 roku budowę wstrzymano z powodu wątpliwości co do niezawodności proponowanego przez Nikitina płytkiego fundamentu o głębokości od 3,5 do 4,6 metra – mniejszej niż pod standardowym kominem fabrycznym. Inżynier był pewny swoich obliczeń, ale zgodził się na zwiększenie fundamentu o 1,5 metra szerokości i 2,25 metra głębokości.